Note publique d'information : Le Contrôle Non Destructif dans le domaine d'aéronautique connaît un fort développement.
En particulier, les systèmes de Contrôle Santé Intégré par ondes de Lamb permettent
une inspection rapide et continue des structures de type plaque. Ce travail est consacré
à la compréhension des phénomènes physiques de l'interaction des ondes de Lamb en
présence d'endommagements présents dans des structures d'aluminium. Les endommagements
étudiés correspondent à des variations d'épaisseurs et à des encoches symétriques
et asymétriques. Dans un premier temps, un seul mode est généré à l'émission c'est-à-dire,
soit le mode A0, soit le mode S0, ceci afin de simplifier l'interprétation physique
des phénomènes d'interactions. De plus, pour analyser les modes issus de l'interaction
avec l'endommagement, une méthode hybride (MEF – analytique) donnant les coefficients
de réflexion et de transmission en puissance des modes de Lamb est développée. La
séparation des modes dans la structure est effectuée à l'aide d'une technique simple
basée sur l'addition et la soustraction des déplacements calculés sur les faces opposées
de la plaque. Ce travail montre qu'il est souvent possible de comprendre et de quantifier
l'interaction d'un mode de Lamb en présence d'un endommagement complexe uniquement
à partir des calculs réalisés pour des endommagements élémentaires.Dans un deuxième
temps, un système expérimental de CSI est proposé. La sélection d'un mode de Lamb
à l'émission est assurée par deux capteurs piézoélectriques placés sur les deux faces
opposées de la structure. Les résultats expérimentaux sont confrontés avec succès
aux résultats numériques et permettent de concevoir un système optimal
Note publique d'information : The Non Destructive Testing is more and more used in aeronautics field. Among the
various techniques available, Integrated Health Monitoring (IHM) systems based on
Lamb waves offer a convenient method for quick and continuous inspection of plate
structures. This work is devoted to the understanding of the physical interaction
of Lamb waves with damages encountered in aluminum structures. These damages can be
of different kinds. For example, this study deals with symmetric and asymmetric thickness
variations and notches. First, one single mode is launched, either fundamental anti-symmetric
mode (A0), or fundamental symmetric mode (S0), in order to simplify physics interpretation
of interactions. Moreover, to analyze the Lamb modes issued from the interaction with
the damage, a hybrid method (FEM – analytic) giving the power reflection and transmission
coefficients of Lamb waves, is developed. At the reception, the modes are separated
with a simple technique based on the addition and the subtraction of the displacements
computed in the opposite sides of the structure. This work shows that it is often
possible to understand and quantify the interaction of a Lamb mode with a complex
damage only from elementary damages. Second, an IHM experimental system is proposed.
The selection of a Lamb wave at the emission is provided with two piezoelectric sensors
placed at the two opposite faces of the structure. Experimental results are in good
keeping with numerical results and allow conceiving an optimal system.
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